超声波探伤仪是利用超声波在介质中的传播、反射特性来检测材料内部缺陷(如裂纹、气孔、夹杂等)的无损检测设备。其简易操作步骤可概括为“准备→校准→检测→判读→收尾”五个核心环节,以下结合通用型仪器(数字式)的操作逻辑详细说明:
一、前期准备:确保设备与环境适配
操作前的准备是保证检测准确性的基础,需重点检查设备状态、耗材适配性和工件条件。
设备与耗材检查
开机并确认仪器显示屏、按键、电池(或电源)正常,无报错提示;若使用电池,需确保电量充足(避免检测中突然关机)。
准备适配的探头:根据工件材质(如钢、铝)、厚度和检测需求选择探头(常用直探头测内部缺陷,斜探头测焊缝缺陷),检查探头线缆无破损、接头接触良好。
准备耦合剂:耦合剂的作用是填充探头与工件表面的空气(空气会强烈反射超声波,导致信号无法传入工件),常用甘油、机油或专用超声耦合剂,确保无杂质、流动性适中。
工件预处理
清理检测区域表面:去除油污、锈蚀、油漆、氧化皮等杂物,用砂纸或抹布打磨至平整(表面不平整会导致耦合不良,影响信号质量)。
明确检测范围:根据工件图纸或检测标准,标记出需要检测的区域(如焊缝两侧、应力集中部位),避免漏检。
二、仪器校准:建立“基准检测标准”
校准是消除仪器系统误差的关键步骤,核心是通过标准试块(如CSK-ⅠA试块、IIW试块)调整仪器参数,确保缺陷定位、定量准确。(注:校准是操作核心,未校准的仪器无法获得可靠结果)
基本参数设置
进入仪器“参数设置”界面,根据工件和探头信息输入基础参数:
探头参数:输入探头频率(如2.5MHz、5MHz)、晶片尺寸、折射角(斜探头需填,如K2.5)、前沿距离(斜探头即探头前端到晶片中心的距离)。
工件参数:输入工件厚度(直探头检测时关键)、材质声速(如钢的声速约5900m/s,铝约6300m/s,可在仪器预设库中选择)。
“零点”校准(定位校准)
目的:确定超声波在探头内部的传播时间(即“探头零点”),避免定位偏差。
操作:将探头耦合在标准试块的平整面上,移动探头找到试块底面的反射波(屏幕上显示的第一个大振幅波形,称为“底波”),通过仪器“零点校准”功能,将底波位置与试块已知厚度对应,仪器自动计算并保存探头零点。
“灵敏度”校准(定量校准)
目的:确保仪器能检出工件中规定大小的缺陷(如Φ2mm平底孔),并能通过波高判断缺陷大小。
操作:将探头耦合在标准试块的“人工缺陷”(如预设的平底孔、横孔)位置,找到缺陷反射波,调节仪器“增益”旋钮(增大增益=提高灵敏度,波形振幅变大;减小则反之),使缺陷波高达到屏幕满刻度的80%左右,保存此时的灵敏度参数(称为“基准灵敏度”)。
三、正式检测:按规范扫描并采集信号
校准完成后,即可对工件进行检测,核心是“让探头平稳移动,观察屏幕波形变化”。
耦合与扫描
在检测区域表面均匀涂抹薄层耦合剂(厚度以能填充缝隙即可,过多会影响探头移动)。
手持探头,使探头面与工件表面紧密贴合,以缓慢、匀速的速度沿检测方向扫描(扫描速度一般不超过100mm/s,避免错过缺陷信号);对于焊缝等复杂部位,可采用“锯齿形”或“前后移动+左右摆动”的扫描方式,确保覆盖整个检测区域。
信号观察与记录
检测过程中紧盯仪器显示屏:正常无缺陷时,屏幕主要显示“始波”(超声波发射的初始信号,位于最左侧)和“底波”(超声波穿透工件后从底面反射的信号,位置与工件厚度对应)。
若出现异常波(即始波与底波之间、或无底波却出现的额外波形),需立即停止扫描,微调探头位置,确认异常波是否稳定存在:
若异常波重复出现,记录其“位置”(通过仪器刻度对应工件坐标)、“波高”(与基准灵敏度对比,判断缺陷大小)、“深度”(仪器根据声速自动计算缺陷埋藏深度)。
四、缺陷判读:初步区分缺陷性质(简易版)
非专业检测仅需初步判断“是否有缺陷”,精准定性需结合标准和经验,简易判读逻辑如下:
缺陷波的典型特征:
波形尖锐、振幅较大(通常超过底波振幅的50%,或超过标准规定的阈值);
探头移动时,缺陷波位置稳定(随探头移动同步偏移,与缺陷实际位置对应);
若缺陷较大或较深,可能导致底波减弱、消失(超声波被缺陷完全反射,无法到达底面)。
排除“假信号”:
耦合不良:波形杂乱、不稳定,重新涂抹耦合剂后消失;
工件表面不平整:出现连续的小振幅杂波,打磨表面后消失;
探头磨损:波形模糊,更换探头后恢复正常。